(57)【要約】【課題】光学部品を集約と可動部位の特定化を図り、小型化した光ピックアップおよび光情報処理装置を提供する。【解決手段】エキスパンダ光学系１０４は、レンズ２枚の２群構成でありレンズ１０４ａは正の屈折力、レンズ１０４ｂは負の屈折力の単レンズであり、半導体レーザ１０１からの出射光の光軸上に配置する。レンズ１０４ｂの光記録媒体１１０側の面に回折格子を形成し、光源からの光束を０次回折光，±１次回折光の３ビームに分割、０次回折光のメインビーム，±１次回折光のサブスポットが光記録媒体１１０記録面上に直線的かつ等間隔に３つのスポットを形成する。エキスパンダ光学系１０４の各レンズの動的制御により、３ビームのスポットを光記録媒体の種類に応じてオントラック位置とする。また、各光記録媒体に応じ、基板厚誤差で生じる球面収差劣化相当量とチルトで生じるコマ収差劣化相当量を補正して最適特性を得ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１，基板厚ｔ１，使用開口数ＮＡ１の第１の光記録媒体と、波長λ１、基板厚ｔ２（＞ｔ１）、使用開口数ＮＡ２（＜ＮＡ１）の第２の光記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、前記光源からの光束を光記録媒体に集光するための対物レンズと、屈折力が正負異なる２枚のレンズから構成され、前記レンズのいずれか１面に前記光束を３ビームに分割する回折格子が形成されたエキスパンダ光学系と、前記第１，第２の光記録媒体いずれかを判別した判別信号に基づいて、前記エキスパンダ光学系の各レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記エキスパンダ光学系が、第２の光記録媒体を認識した場合は、第１の光記録媒体と比べて収斂光によるオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ−ｑ）層はトラックピッチの狭い情報記録層、前記対物レンズより遠い奥側のｑ層はトラックピッチの広い情報記録層からなる光記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、前記光源からの光束を光記録媒体に集光するための対物レンズと、屈折力が正負異なる２枚のレンズから構成され、前記レンズのいずれか１面に前記光束を３ビームに分割する回折格子が形成されたエキスパンダ光学系と、前記（ｐ−ｑ）層〜ｑ層のいずれか１層を選択する選択信号に基づいて、前記エキスパンダ光学系の各レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
前記エキスパンダ光学系が、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ−ｑ）層の選択時には収斂光によるアンダーの球面収差を発生させ、前記対物レンズより遠い奥側のｑ層の選択時には前記（ｐ−ｑ）層に比べて収斂光によるオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記エキスパンダ光学系の駆動手段が、光束を３ビームに分割する回折格子を形成したレンズを光軸中心に回動させる第１の駆動手段と、前記エキスパンダ光学系の少なくとも一方のレンズを光軸方向に移動させる第２の駆動手段と、前記エキスパンダ光学系の少なくとも一方のレンズを光軸直交面内の光記録媒体半径方向に可動させる第３の駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記エキスパンダ光学系の第１の駆動手段が、光ピックアップの組付工程において、光記録媒体に３ビームがオントラックとなる状態の第１中立点を記憶し、第２，第３の駆動手段が、光ピックアップの組付工程において、収差最良または情報信号最良となる状態の第２，第３中立点を記憶し、光記録媒体のセット時に前記記憶した第１〜第３中立点にレンズを初期移動することを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記エキスパンダ光学系の光束を３ビームに分割する回折格子を形成するレンズ面が、前記エキスパンダ光学系の４つのレンズ面のうち、曲率半径が最も大きいレンズ面であることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記エキスパンダ光学系の光束を３ビームに分割する回折格子を形成するレンズ面が、平面であることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記光記録媒体が、対物レンズ側から少なくとも０.１ｍｍ，０.６ｍｍ，１.２ｍｍのいずれか２以上の厚み位置に情報記録面を有することを特徴とする
請求項３または４記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記対物レンズが、第１の光記録媒体に対して収差最良となるレンズであって、
前記対物レンズとエキスパンダ光学系の間に、回折素子または位相シフタ素子を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記回折素子または位相シフタ素子が、光記録媒体に応じて、異なる回折次数の光束を選択的に用いることを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記回折素子または位相シフタ素子を、対物レンズと一体成形し、かつ素子面を前記対物レンズの光源側表面に形成したことを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
光記録媒体に情報の記録および／または再生を行う光情報処理装置において、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類または多層の光記録媒体に対して、情報の記録、再生または消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップおよび光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０.６５ＧＢのＣＤ、記録容量４.７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化することが有効である。
【０００４】
そこで、例えば「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０.５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０.６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上および大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズのＮＡを０.６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。
【０００５】
このような大容量の光記録媒体および光情報処理装置として、２つの規格が提案されている。１つは、非特許文献１に記載されているような、青色の波長領域の光源とＮＡ０.８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足する「Ｂlu-ray Ｄisc」の規格（以下、ＢＤという）である。もう１つは、非特許文献２に記載されているような、青色波長は同じであるが、ＮＡ０.６５の対物レンズを用いて、２０ＧＢ相当の容量確保を満足する「ＨＤ−ＤＶＤ」の規格（以下、ＨＤという）である。
【０００６】
前者はＤＶＤ系に比べ短波長化、高ＮＡ化の変更により大容量化を行い、後者は高ＮＡ化を行わない代わりに信号処理の工夫により線記録密度の向上を可能とし、ランド・グルーブ記録の採用によりトラックピッチを狭くすることで大容量化を行っている。
【特許文献１】特開２００１−３１２８３１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５７５５０号公報
【非特許文献１】奥万寿男、外８名，「Ｂlu-ray Ｄiscが目指すもの」，日経エレクトロニクス，2003.03.31号，ｐ.135-150
【非特許文献２】山田尚志、外４名，「ＤＶＤから生まれた次世代仕様「ＨＤ  ＤＶＤ」，日経エレクトロニクス，2003.10.13号，ｐ.125-134
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように青色波長帯域の光源を用いた前記２規格が提案されている。しかしながら、利用者としてはこれら２規格の光記録媒体を区別なく同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。
【０００８】
最も簡単な方法としては、複数の光ピックアップを搭載する方法がある。しかし、この方法では、小型化，低コスト化を達成することは難しい。そこで、基板厚、ＮＡが異なる２つの青色規格に対して、共通の光源、かつ共通の対物レンズで記録あるいは再生を行うことができる光ピックアップであることが望まれる。
【０００９】
また、光情報処理システムのトラックエラー（以下、ＴＥという）信号の検出方法は種々あるが、代表的なものとして、ＤＰＰ（差動プッシュプル）法が知られている。ＤＰＰ法とは、図２４に示すように、３つのビームのスポットを光記録媒体の記録面にトラック前後方向の位置でトラック左右方向に１／２トラックピッチずらして直線的かつ等間隔に配置し、トラック（グルーブ）上に位置するメインスポットｍ１の反射光を４分割受光素子で検出し、メインスポットｍ１が位置するトラックに隣接する内周側のランド上に位置するサブスポットｓ１、およびメインスポットｍ１が位置するトラックに隣接する外周側のランド上に位置するサブスポットｓ２の反射光をそれぞれ２分割受光素子で検出し、この４分割受光素子および２分割受光素子毎にそれぞれ検出信号の加減算を行って３つのプッシュプル信号を得て、これらのオフセットを打ち消すように所定の演算式でＴＥ信号を算出するようにしたものである。
【００１０】
前記の３つのスポットは、光源から射出された１本の光束を、回折格子により０次回折光と±１次回折光の少なくとも３本の光束に分割して光記録媒体上に照射することによって得られる。なお、回折格子をその格子方向をディスク径方向に対して所定の角度傾けて光ピックアップ内に配設することにより、光ピックアップが射出する光束が光記録媒体上に形成する３つのスポットは、トラックの接線方向に対して所定角だけ傾いて直線的に配置され、結果、トラック前後方向の位置でトラック左右方向に１／２トラックピッチずつずれた配置に３つのスポットを得ることができる。
【００１１】
さて、前記青色系記録媒体の２規格についてもＤＰＰ法が用いられているが、両媒体において、そのトラックピッチは異なるものである。例えば、Ｂlu-ray Ｄiscの規格（ＢＤ）のトラックピッチの０.３μｍに対して、ＨＤ−ＤＶＤの規格（ＨＤ）のトラックピッチは０.４５μｍである。そして各々に対応した回折格子を２枚挿入した場合、使用しない側の回折光がフレア光となってしまう。そこで、１枚の回折格子を光軸中心に回動させる方法が考えられる（特許文献１，２参照）。
【００１２】
光ピックアップの外の課題として、光記録媒体のチルト（傾き）、あるいは透明基板厚の厚み誤差に伴う収差の発生が知られている。これは光源の短波長化、対物レンズの開口数（ＮＡ）をより大きくした場合、すなわち光記録媒体上に集光するスポットを小径化により高密度化を図るほど、マージンが低下する。
【００１３】
また、光記録媒体の透明基板の厚み誤差によっては球面収差が発生する。この球面収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作を行うことができなくなる。光記録媒体の透明基板の厚み誤差によって発生する球面収差は、一般的に以下の（数１）で
【００１４】
【数１】
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与えられる。ここで、λは使用波長、ＮＡは対物レンズの開口数、ｎは光記録媒体の等価屈折率、Δｔは球面収差が最小となるスポット位置からの光軸方向へのずれを表す。
【００１５】
図２５（ａ）はＮＡ０.８５、基板厚０.１ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの光記録媒体（ＢＤ）における光記録媒体の基板厚誤差に伴う各収差量を示したものである。図２５（ａ）中ＳＡは球面収差、ＣＯＭＡはコマ収差、ＡＳは非点収差、ＴＯＴＡＬはこれらの３次収差の総合値、ＳＴＲＥＨＬはスポットのピーク強度を表す。図２５（ｂ）はＮＡ０.６５、基板厚０.６ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの光記録媒体（ＨＤ）における光記録媒体の基板厚誤差に伴う各収差量を示したものである。
【００１６】
通常、光記録媒体からの信号の読み出しにおいて、波面収差値はマレシャルクライテリオン（０.０７λｒｍｓ）より小さくする必要があることが経験上知られており、波面収差には対物レンズの収差や光記録媒体の傾きによる収差も含めて考える必要があるので、Ｗ４０ｒｍｓの許容量は約０.０７λｒｍｓの１／２以下にすることが必要とされている。また光記録媒体の基板厚誤差はその成形公差を±１０μｍ程度見込む必要があり、光記録媒体（ＢＤ）については補正が必要である。
【００１７】
また、光記録媒体のチルト（傾き）によってはコマ収差が発生する。このコマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作を行うことができなくなる。光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差は、一般的に以下の（数２）
【００１８】
【数２】
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で与えられる。ここで、ｎは光記録媒体の透明基板の屈折率、ｄは透明基板の厚み、ＮＡは対物レンズの開口数、λは光源の波長、θは光記録媒体のチルト量を意味する。
【００１９】
図２６（ａ）はＮＡ０.８５、基板厚０.１ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの光記録媒体（ＢＤ）において、光記録媒体のチルトに伴う各収差量を示したものである。同様に、図２６（ｂ）はＮＡ０.６５、基板厚０.６ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの光記録媒体（ＨＤ）において、光記録媒体のチルトに伴う各収差量を示したものである。
【００２０】
前述したように、光記録媒体からの信号の読み出しにおいて、波面収差値はマレシャルクライテリオン（０.０７λｒｍｓ）より小さくする必要があることが経験上知られており、波面収差には対物レンズの収差や光記録媒体厚み誤差による収差も含めて考える必要があるので、Ｗ３１ｒｍｓの許容量は約０.０７λｒｍｓの１／２以下にすることが必要とされている。また光記録媒体の製造公差、光記録媒体の取付け精度から±０.３ｄｅｇ程度のチルトが生じることを見込む必要があり、光記録媒体（ＨＤ）については補正が必要である。
【００２１】
以上のように光記録媒体（ＢＤ）と光記録媒体（ＨＤ）を共に記録および／または再生する光ピックアップにおいては、各媒体のトラックピッチの違いに伴い発生する３ビームのサブスポット位置の修正を行う必要がある。また、光記録媒体（ＢＤ）の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、光記録媒体（ＨＤ）のチルトによって発生するコマ収差を共に補正する必要がある。いずれも動的な可動機構が必要となるものであり、各々に対して可動機構を設けることは、部品点数を増加させ、光ピックアップの大型化を招いてしまうという問題があった。
【００２２】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、光学部品の集約と可動部位の特定化を図り、小型化した光ピックアップおよび光情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した光ピックアップは、波長λ１，基板厚ｔ１，使用開口数ＮＡ１の第１の光記録媒体と、波長λ１、基板厚ｔ２（＞ｔ１）、使用開口数ＮＡ２（＜ＮＡ１）の第２の光記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、光源からの光束を光記録媒体に集光するための対物レンズと、屈折力が正負異なる２枚のレンズから構成され、レンズのいずれか１面に光束を３ビームに分割する回折格子が形成されたエキスパンダ光学系と、第１，第２の光記録媒体いずれかを判別した判別信号に基づいて、エキスパンダ光学系の各レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
さらに、請求項２に記載した光ピックアップは、請求項１の光ピックアップであって、エキスパンダ光学系が、第２の光記録媒体を認識した場合は、第１の光記録媒体と比べて収斂光によるオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項３に記載した光ピックアップは、厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ−ｑ）層はトラックピッチの狭い情報記録層、対物レンズより遠い奥側のｑ層はトラックピッチの広い情報記録層からなる光記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、光源からの光束を光記録媒体に集光するための対物レンズと、屈折力が正負異なる２枚のレンズから構成され、レンズのいずれか１面に光束を３ビームに分割する回折格子が形成されたエキスパンダ光学系と、（ｐ−ｑ）層〜ｑ層のいずれか１層を選択する選択信号に基づいて、エキスパンダ光学系の各レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
さらに、請求項４に記載した光ピックアップは、請求項３の光ピックアップであって、エキスパンダ光学系が、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ−ｑ）層の選択時には収斂光によるアンダーの球面収差を発生させ、対物レンズより遠い奥側のｑ層の選択時には（ｐ−ｑ）層に比べて収斂光によるオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項５〜８に記載した光ピックアップは、請求項１〜４の光ピックアップであって、エキスパンダ光学系の駆動手段が、光束を３ビームに分割する回折格子を形成したレンズを光軸中心に回動させる第１の駆動手段と、エキスパンダ光学系の少なくとも一方のレンズを光軸方向に移動させる第２の駆動手段と、エキスパンダ光学系の少なくとも一方のレンズを光軸直交面内の光記録媒体半径方向に可動させる第３の駆動手段とを備えたこと、さらに、エキスパンダ光学系の第１の駆動手段が、光ピックアップの組付工程において、光記録媒体に３ビームがオントラックとなる状態の第１中立点を記憶し、第２，第３の駆動手段が、光ピックアップの組付工程において、収差最良または情報信号最良となる状態の第２，第３中立点を記憶し、光記録媒体のセット時に記憶した第１〜第３中立点にレンズを初期移動すること、さらに、エキスパンダ光学系の光束を３ビームに分割する回折格子を形成するレンズ面が、エキスパンダ光学系の４つのレンズ面のうち、曲率半径が最も大きいレンズ面であること、または前記レンズ面が、平面であることを特徴とする
また、請求項９に記載した光ピックアップは、請求項３，４の光ピックアップであって、光記録媒体が、対物レンズ側から少なくとも０.１ｍｍ，０.６ｍｍ，１.２ｍｍのいずれか２以上の厚み位置に情報記録面を有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１０〜１２に記載した光ピックアップは、請求項１〜４の光ピックアップであって、対物レンズが、第１の光記録媒体に対して収差最良となるレンズであって、対物レンズとエキスパンダ光学系の間に、回折素子または位相シフタ素子を備えたこと、さらに、回折素子または位相シフタ素子が、光記録媒体に応じて、異なる回折次数の光束を選択的に用いること、回折素子または位相シフタ素子を、対物レンズと一体成形し、かつ素子面を対物レンズの光源側表面に形成したことを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１３に記載した光情報処理装置は、光記録媒体に情報の記録および／または再生を行う光情報処理装置において、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする。
【００３０】
前記構成によれば、屈折力が正負異なる２枚のレンズから構成され、いずれかの１面に３ビーム分割する回折格子が形成されたエキスパンダ光学系によって、第１の光記録媒体（ＢＤ），第２の光記録媒体（ＨＤ），多層記録媒体に対して、トラックエラー検出用のサブスポット位置の最適化、光記録媒体（ＢＤ）の基板厚誤差に伴い発生する球面収差、光記録媒体（ＨＤ）のチルトによって発生するコマ収差を補正でき、情報記録層の異なる光記録媒体を１つの光ピックアップにより記録および／または再生することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、光記録媒体（ＢＤ），光記録媒体（ＨＤ）や多層記録媒体のトラックピッチの違いに伴うＤＰＰ法によるトラックエラー検出用のサブスポット位置の最適化と、光記録媒体（ＢＤ）の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、光記録媒体（ＨＤ）のチルトによって発生するコマ収差のそれぞれを、１つのエキスパンダ光学系により補正することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す図である。本実施の形態１は、第１の光記録媒体である「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＢＤ）と第２の光記録媒体である「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＨＤ）を共に、記録および／または再生できる光ピックアップを例として説明する。
【００３４】
図１に示す光ピックアップの要部は、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、エキスパンダ光学系１０４、偏向プリズム１０５、液晶開口制限素子１０６、収差補正回折光学素子１０７、１／４波長板１０８、対物レンズ１０９、検出レンズ１１１、受光素子１１２より構成されている。ここで、対物レンズ１０９は、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＢＤ）に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。一般に対物レンズは高ＮＡになるほど公差が厳しくなるので、ＮＡ０.８５と０.６５で比べると、ＮＡ０.８５で望ましい特性を出す方が難しくなるので、特に、ＮＡ０.８５で収差が補正された非球面レンズを使う。
【００３５】
また、光記録媒体はそれぞれ基板厚さが異なる光記録媒体で、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａは基板厚さが０.１ｍｍの青色系光記録媒体で、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂは基板厚さが０.６ｍｍの青色系光記録媒体である。記録または再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。
【００３６】
まず、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＢＤ）を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、エキスパンダ光学系１０４を透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６、収差補正回折光学素子１０７を不感帯透過し、１／４波長板１０８を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０９に入射し、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。光記録媒体（ＢＤ）１１０ａから反射した光束は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号，サーボ信号が検出される。
【００３７】
次に、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＨＤ）を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、エキスパンダ光学系１０４を透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６でＮＡ０.６５に制限され、収差補正回折光学素子１０７において所定の球面収差が付加され、対物レンズ１０９に入射し、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂから反射した光束は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号，サーボ信号が検出される。
【００３８】
前述したエキスパンダ光学系１０４の構成について説明する。エキスパンダ光学系１０４は、レンズ２枚の２群構成であり、光源の半導体レーザ１０１側をレンズ１０４ａ、光記録媒体１１０側をレンズ１０４ｂとすると、レンズ１０４ａは正の屈折力のレンズ、レンズ１０４ｂは負の屈折力のレンズであり、共に単レンズである。そして、両レンズは半導体レーザ１０１から光記録媒体１１０に向かって出射される出射光の光軸上に配されている。
【００３９】
なお、エキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ｂの光記録媒体１１０側面には回折格子が形成されており、光源からの光束がこの回折格子に入射して０次回折光および±１次回折光の少なくとも３本の光束に分割される。回折格子により分割された光束は、そのうち０次回折光が情報の記録，再生用のメインビームとして、±１次回折光がトラッキング制御用のサブスポットとして利用されるものである。対物レンズ１０９を経て光記録媒体１１０の記録面上に収束し、０次回折光および±１次回折光により直線的かつ等間隔に並んだ３つのスポットが記録面上に形成される。
【００４０】
そして、エキスパンダ光学系１０４は、図２に示すようにアクチュエータ等の駆動手段上に搭載され、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａの場合は、その基板厚誤差によって生じる球面収差劣化相当量を検知し、エキスパンダ光学系１０４のレンズを動的に制御し最適な特性を得ることが可能である。また、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂの場合は、そのチルトによって生じるコマ収差劣化相当量を検知し、エキスパンダ光学系１０４のレンズを動的に制御し最適な特性を得ることが可能である。
【００４１】
ここで、エキスパンダ光学系１０４を動的に制御する方法、すなわち球面収差およびコマ収差を補正する方法について、図２を参照しながら以下に説明する。なお、図２において光学部品は図１と同じである。エキスパンダ光学系１０４を構成するレンズ１０４ａとレンズ１０４ｂは、その駆動手段であるアクチュエータ１１４ａ，１１４ｂ，１１４上に保持されている。アクチュエータ１１４ａは、レンズ１０４ａを光軸方向に１軸駆動するように構成されている。これにより、レンズ１０４ａとレンズ１０４ｂの間隔を可変にすることができる。また、アクチュエータ１１４ｂは、レンズ１０４ｂを光軸直交方向の１軸、具体的には光記録媒体半径方向に可動するように構成されている。そしてアクチュエータ１１４は、レンズ１０４ｂを光軸中心に回動させるように構成されている。
【００４２】
なお、アクチュエータの具体的手段としては、一般に知られているボイスコイル型アクチュエータや、ピエゾアクチュエータなどを用いればよい。
【００４３】
図３はエキスパンダ光学系の調整処理を示すフローチャートである。光情報処理装置の電源投入後，エキスパンダ光学系のレンズ状態が予めメモリされた所定位置に移動される（ステップＳ１）。所定位置とは、組付工程において最適値としてメモリされたものであり，例えば光記録媒体（ＢＤ）に対して３ビームがオントラック，収差最良の状態となる位置である。
【００４４】
媒体がセットされると（ステップＳ２）、光記録媒体（ＢＤ）、光記録媒体（ＨＤ）いずれかを検出する（ステップＳ３）。媒体の判別方法としては、
１．光記録媒体をセットする段階に、ＬＥＤ（発光ダイオード）と受光素子からなる厚み検出用光学系を設けておき、その出力に基づき判別する。
２．フォーカスエラー信号を検出し、その合焦付近でＴＥ（トラックエラー）信号が検出されるかで判別する。
３．光記録媒体のカートリッジ形状を異なるものとしておき、その差に基づいて判別する。
４．光記録媒体のラベル上に記載されたバーコードで媒体種類を印刷しておき、その情報をバーコードリーダにて読み取ることにより判別する。
５．合焦位置までの対物レンズアクチュエータの可動量に基づいて判別する。
などの方法が挙げられる。
【００４５】
そして、光記録媒体（ＢＤ）の場合は（ステップＳ３のＹｅｓ）、図２に示すＳＡ補正ドライバ３１は制御信号に従い、後述する収差補正動作を行いながら、記録や再生の処理が行われる（ステップＳ４）。
【００４６】
光記録媒体（ＢＤ）でない場合は（ステップＳ３のＮｏ）、３ビーム補正ドライバ３３に制御信号が送られ、３ビームが光記録媒体（ＨＤ）に対してオントラックとなるように回動される（ステップＳ５）。その後、チルト補正ドライバ３２は制御信号に従い、後述する収差補正動作を行いながら、記録や再生の処理が行われる（ステップＳ６）。
【００４７】
また、図２に示すエキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ｂは対物レンズ１０９の光軸を中心として回動可能であり、アクチュエータ１１４によって光記録媒体（ＢＤ）１１０ａ、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂで回動角を切り替えることができる。この回動角は、図示しない内部メモリなどに記憶されており、媒体セット前に予め光記録媒体（ＢＤ）１１０ａに最適な中立点（基準位置）に移動させておき、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂが挿入されたことを認識した場合、中立点からメモリに記憶されている所定の回動角をＣＰＵ３４が取得し、図４（ａ），（ｂ）に示すが如く、その角度に応じて３ビーム補正ドライバ３３を調整してレンズ１０４ｂを回転させる。
【００４８】
なお、図４（ａ），（ｂ）に示すように，本実施の形態１においては光記録媒体（ＢＤ），光記録媒体（ＨＤ）においてＮＡの切り替えが行われるため、３ビームのスポットサイズも変わる。さらに、光記録媒体（ＢＤ），光記録媒体（ＨＤ）においてＮＡが切り替わることにより、サブスポットｓ１，ｓ２とメインスポットｍ１のスポット間隔がわずかに変わるため、この変化分も考慮してオントラックとなるような回動処理が行われる。
【００４９】
また、レンズ１０４ｂを回動する回動部構成としては、図５に示すように，レンズ１０４ｂが固定されている玉枠２６を固定枠２５で保持した構成となっており、固定枠２５上にはピエゾ素子２１ａとロッド２２ａ、およびピエゾ素子２１ｂとロッド２２ｂの組合せが配置されており、その配置は光軸中心に対称となっている。このことにより、ピエゾ素子２１ａ，２１ｂが等価な伸縮動作により玉枠２６が回動する。さらに玉枠２６にはＬＥＤ２４が配置され、このＬＥＤ２４と対向位置に固定枠２５上のＰＳＤ（半導体光入射位置検出素子）２３が配置され、回転角を検出できるようになっている。
【００５０】
さらに、図２に示すエキスパンダ光学系１０４のアクチュエータ１１４ａ，１１４ｂは、それぞれＳＡ補正ドライバ３１、チルト補正ドライバ３２を介してＣＰＵ３４に接続されている。ＣＰＵ３４は、ピークホールド回路３７を介してＴＥ信号生成部３６からの信号が入力されるとともに、ＲＦ信号生成部３５からの信号が入力される。さらに、ＣＰＵ３４内には、補正プロファイルメモリ（図示せず）が設けられている。
【００５１】
また、図２に示す受光素子１１２は８分割されており、各検出面Ａ〜Ｈからの検出信号Ｓａ〜ＳｈをＴＥ信号生成部３６およびＲＦ信号生成部３５へ供給する。ＴＥ信号生成部３６は、検出信号Ｓａ〜Ｓｈを使用して（数３）
【００５２】
【数３】
2006286140.tif 000005
に従ってＴＥ信号を生成してピークホールド回路３７へ供給する。ピークホールド回路３７は、ＴＥ信号のピークレベルをホールドし、ＣＰＵ３４に供給する。また、ＲＦ信号生成部３５は、検出信号Ｓａ〜Ｓｄを使用して（数４）
【００５３】
【数４】
2006286140.tif 000006
に従ってＲＦ信号を生成し、これをＣＰＵ３４へ供給する。
【００５４】
ＣＰＵ３４は、ピークホールド回路３７から受け取ったＴＥ信号とＲＦ信号生成部３５から受け取ったＲＦ信号とを利用し、後述するＴＥ信号の振幅最大となるレンズ位置とＲＦ信号の振幅最大となるレンズ位置の差を測定するオフセット測定処理を行う。このオフセット測定処理により得られたオフセット量を使用して、例えば媒体毎の球面収差補正もしくは球面収差補正を指示する補正プロファイルを作成する補正プロファイル作成処理、および補正プロファイルに従って基板厚補正もしくは球面収差補正を行う補正処理を実行する。すなわち光記録媒体の種類に応じてレンズ１０４ａ，１０４ｂを可動させる。
【００５５】
また、前述の補正プロファイルは、光記録媒体の半径方向における位置、例えば内周領域、中周領域、外周領域の３つの領域に分割し、各領域における最適収差補正量を規定したものとすることができる。
【００５６】
なお、光記録媒体が未記録媒体の場合は、媒体上の各位置においてＲＦ信号が得られないので、ＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量を得ることができない。そこで、ＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量を代替値として用いる。しかしながら、ＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量と、ＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量とは、必ずしも一致せず、オフセット量を有する。すなわち、未記録媒体では、ＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量を取得し、それとオフセット量とによりＲＦ信号振幅が最大となる収差量を算出して最適収差量に設定する。こうすることにより、既記録媒体でも未記録媒体でも、最適収差量を決定して補正プロファイルを作成することが可能となる。
【００５７】
次に、光記録媒体（ＢＤ）の基板厚誤差に伴い発生する球面収差を補正する処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。球面収差補正は、基本的に図２に示すＣＰＵ３４が、ＲＦ信号振幅が最大となる球面収差補正量を決定し、その量に基づいてＳＡ補正ドライバ３１を制御してレンズ１０４ａを可動させる。
【００５８】
いま、媒体がセットされると、ＣＰＵ３４は、オフセット量ΔＳＡの測定処理を実行する（ステップＳ１０〜Ｓ１７）。
【００５９】
具体的には、媒体上のＲＦ信号が得られる既記録領域とＲＦ信号が得られない未記録領域との境界位置において、ＲＦ信号振幅が最大となる球面収差量とＴＥ信号振幅が最大となる球面収差量とを取得し、その差としてオフセット量ΔＳＡを算出する。また、未記録媒体の場合はリードインエリア内に予め記録が行われているプリライト部の境界部で検出すればよい。
【００６０】
さらに、オフセット量測定処理について詳細に説明する。まず、ＣＰＵ３４は、セットされた媒体が未記録媒体であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。既記録媒体の場合、プリライト部の直前に管理情報などが既に記録されていることから、反対に未記録の場合は記録されていないことを利用すればよい。
【００６１】
ステップＳ１０の処理において、未記録媒体であると判定された場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ＣＰＵ３４は、プリライト部において球面収差補正量を変化させてＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（α）を検出する（ステップＳ１１）。
【００６２】
プリライト部近傍の未記録部において球面収差補正量を変化させてＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（β）を検出する（ステップＳ１２）。
【００６３】
そして、ＣＰＵ３４は、収差補正量ＳＡ（α）とＳＡ（β）からオフセット量ΔＳＡを算出し、内部メモリなどに記憶する（ステップＳ１３）。
【００６４】
一方、ステップＳ１０の処理で媒体が未記録媒体ではないと判定された場合（ステップＳ１０のＮｏ）、ＣＰＵ３４は、媒体内周から外周へＲＦ信号の境界有無を探索する（ステップＳ１４）。この探索は、トラッキングサーボをオープンとした状態で媒体内周から外周に向かって光ピックアップを可動させ、その過程で得られるＲＦ信号の振幅の変化を監視することにより実行される。ＲＦ信号の境界有無では、それまで得られていたＲＦ信号振幅が無くなるので、その位置をＲＦ信号の境界有無に設定すればよい。
【００６５】
そして、ＲＦ信号の境界有無を確認して（ステップＳ１５）、境界有無が見つかった場合（ステップＳ１５のＹｅｓ）、その近傍の既記録部において球面収差補正量を変化させてＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（α）を検出する（ステップＳ１６）。
【００６６】
また、近傍の未記録部において収差補正量ＳＡ（β）を変化させてＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（β）を検出する（ステップＳ１７）。
【００６７】
そして、ＣＰＵ３４は、収差補正量ＳＡ（α）と収差補正量ＳＡ（β）からオフセット量ΔＳＡを算出し、内部メモリなどに記憶する（ステップＳ１３）。
【００６８】
以上のように、オフセット量測定処理により、記録済み媒体であっても、未記録媒体であっても、オフセット量ΔＳＡを得ることができる。
【００６９】
引き続き、ＣＰＵ３４は補正プロファイルの作成を行う（ステップＳ１８〜Ｓ２２）。まず、ＣＰＵ３４は、媒体上の予め決められた補正基準位置へ光ピックアップを移動する（ステップＳ１８）。補正基準位置とは、球面収差補正を行う位置であり、例えば内周、中周、外周の３つの領域とすることができる。よって、最初は、補正基準位置は内周領域に設定される。
【００７０】
ＣＰＵ３４はその補正基準位置を読み取り、ＲＦ信号が得られるか否かを判定する（ステップＳ１９）。このステップＳ１９の処理にて、ＲＦ信号が得られない場合（ステップＳ１９のＮｏ）、その補正基準位置は未記録領域であることがわかる。よって、ＣＰＵ３４はＴＥ信号振幅を利用して最適ＳＡ補正量を決定する。すなわち、その補正基準位置で球面収差量を変化させつつＴＥ信号振幅を検出し、ＴＥ信号振幅が最大となる球面収差補正量を決定する（ステップＳ２０）。
【００７１】
次に、ＣＰＵ３４は、先のオフセット量測定処理により得たオフセット量ΔＳＡを、ステップＳ２０の処理で得られた球面収差量に加算する。加算により得られた球面収差量は、ＲＦ信号振幅が最大となる球面収差量に相当し、これを最適ＳＡ補正量とする（ステップＳ２１）。
【００７２】
一方、ステップＳ１９の処理において、ＲＦ信号が得られた場合（ステップＳ１９のＹｅｓ）、その補正基準位置で球面収差補正量を変化させてＲＦ信号振幅が最大となる球面収差補正量を決定し、それを最適ＳＡ補正量とする（ステップＳ２３）。
【００７３】
そして、ＣＰＵ３４は、ステップＳ３１またはステップＳ２３の処理で得られた最適ＳＡ補正量を補正プロファイルメモリに記憶する（ステップＳ２２）。
【００７４】
以上の処理によって、補正プロファイルが作成されると、ＣＰＵ３４は球面収差補正を行いつつ記録または再生の動作を行う。
【００７５】
次に、記録または再生に伴って行われる球面収差補正処理（ステップＳ２４〜２８）について説明する。
【００７６】
まず、ＣＰＵ３４は、ユーザにより媒体への情報の記録または媒体からの情報の再生指示がなされたか否かを判定する（ステップＳ２４）。そして、記録または再生の指示がなされた場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、ＣＰＵ３４はＴＥ信号などを利用して記録または再生の対象となるアドレスを取得し（ステップＳ２５）、そのアドレスに対応する最適ＳＡ補正量をＣＰＵ３４内の補正プロファイルメモリ（図示せず）から取得する（ステップＳ２６）。
【００７７】
そして、ＣＰＵ３４は、ＳＡ補正ドライバ３１を制御して、得られた最適ＳＡ補正量に従って球面収差補正を行う（ステップＳ２７）。
【００７８】
さらに、ＣＰＵ３４はユーザにより記録または再生の終了指示が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２８）、終了指示が入力されるまでの間はステップＳ２５〜Ｓ２７の処理を繰り返す（ステップＳ２８のＮｏ）。そして、終了指示が入力されると処理を終了する（ステップＳ２８のＹｅｓ）。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態１では、まず、記録または再生の対象となる媒体上の既記録部と未記録部の境界からＲＦ信号振幅が最大となる球面収差補正量とＴＥ信号振幅が最大となる球面収差補正量を求め、それらからオフセット量ΔＳＡを算出する。次に、当該媒体上の基準補正位置について、既記録であればＲＦ信号に基づいて、未記録であればＴＥ信号とオフセット量ΔＳＡに基づいて、最適ＳＡ補正量を決定し、補正プロファイルとして記憶する。そして、当該媒体の記録または再生時には、補正プロファイルを参照して球面収差補正を行う。
【００８０】
なお、媒体毎に作成された補正プロファイルを使用して球面収差補正を行うので、媒体の種類などを問わず、球面収差補正を正確に実行することができる。
【００８１】
また、記録または再生を実行する光情報処理装置自体が最適ＳＡ量を決定して補正プロファイルを作成するので、光情報処理装置の光ピックアップや光学系などの特性にばらつきがあっても、その特性を前提とした最適ＳＡ量を得ることができる。
【００８２】
さらに、実際の記録や再生に先立って補正プロファイルを作成するので、装置の光学系の経年変化による特性の変動や、記録または再生中の温度変化による特性変動による影響が少ない。
【００８３】
同様に、本実施の形態１においては、エキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ｂを光軸直交方向に移動させることにより、光記録媒体のチルトにより発生するコマ収差についても補正可能である。まず、記録または再生の対象となる媒体上の既記録部と未記録部の境界からＲＦ信号振幅が最大となるコマ収差補正量とＴＥ信号振幅が最大となるコマ収差補正量を求め、それらからオフセット量ΔＴiltを算出する。次に、当該媒体上の基準補正位置について、既記録であればＲＦ信号に基づいて、未記録であればＴＥ信号とオフセット量ΔＴiltに基づいて、最適コマ収差補正量を決定し、補正プロファイルとして記憶する。そして、当該媒体の記録または再生時には、補正プロファイルを参照してチルト補正を行う。
【００８４】
なお、チルトの方向としては、回転方向と半径方向の２方向に分けられるが、主に問題となるのは半径方向であり、補正方向としては半径方向のみでよい。これは光記録媒体が平面に作製されず、ある程度の反りを持ち、半径方向に御椀のような反りを有するためである。
【００８５】
ここで、具体的な光記録媒体の基板厚に対する球面収差の補正について説明する。まず、光記録媒体（ＢＤ）の厚み誤差から発生する球面収差については、エキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ａ，レンズ１０４ｂのレンズ間隔を変化させることで補正可能である。つまり、エキスパンダ光学系１０４のいずれかのレンズを光軸方向に移動させることにより光記録媒体（ＢＤ）の厚み誤差により生じる球面収差を補正する。
【００８６】
光記録媒体の厚み誤差が、設計値に対して０μｍ〜２０μｍとなったときに、エキスパンダ光学系１０４がない場合の収差値と、レンズ１０４ａとレンズ１０４ｂを光軸中心に間隔を変化させて補正したときの収差値を図７（ａ），（ｂ）に示す。
【００８７】
図７（ａ）に示すグラフから、エキスパンダ光学系１０４がない場合、収差の規定値である０.０３５λｒｍｓとなるのは、基板厚誤差が約４μｍのときである。しかしながら、光記録媒体の厚み誤差は、媒体作製時の射出成形精度によるものであり、一般的に±１０μｍ程度の厚み誤差が発生してしまうことが知られており、エキスパンダ光学系１０４なしでは許容できないことがわかる。
【００８８】
一方、図７（ｂ）に示すように、レンズ１０４ａとレンズ１０４ｂを光軸中心に間隔を変化させて補正した場合、基板厚誤差は±２０μｍ以上許容でき、前記製造公差±１０μｍと比較すると製造可能なものになっていることがわかる。
【００８９】
次に、光記録媒体（ＨＤ）のチルトから発生するコマ収差については、エキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ｂを、光記録媒体の半径方向にシフトさせることで補正可能である。
【００９０】
ここで、光記録媒体のチルトが、０ｄｅｇ〜０.４ｄｅｇとなったときに、エキスパンダ光学系１０４がない場合の収差値と、レンズ１０４ｂのシフト量を変化させて補正したときの収差値を図８（ａ），（ｂ）に示す。
【００９１】
図８（ａ）に示すグラフから、エキスパンダ光学系１０４がない場合、収差の規定値である０.０３５λｒｍｓとなるのは、光記録媒体のチルト量が０.１５ｄｅｇのときである。しかしながら、光記録媒体（ＨＤ）のチルト量は光記録媒体自身が保有しているもの、光記録媒体をターンテーブル（図示しない）上にチャッキングする際に生じるものなどを考慮すると、±０.３ｄｅｇ相当発生することが知られており、チルト補正なしではこれを許容できないことがわかる。
【００９２】
一方、図８（ｂ）に示すように、レンズ１０４ｂのシフト量を変化させて補正した場合、光記録媒体のチルト量は±０.４ｄｅｇまで許容でき、製造可能なものになっていることがわかる。
【００９３】
また、本実施の形態１の光ピックアップにおいては、図１に示すように光記録媒体（ＢＤ）に最適化された対物レンズにより、基板厚の異なる光記録媒体（ＨＤ）を互換するために、収差補正回折光学素子１０７と液晶開口制限素子１０６を配置してなる。
【００９４】
収差補正回折光学素子１０７は図９（ａ）に示すように、光軸を中心に複数本の輪帯からなる。この収差補正回折光学素子１０７は、図９（ｂ）に示すように、その断面が鋸歯形状、または図９（ｃ）に示すように、階段形状となるように形成される。例えば、鋸歯形状断面の回折光学素子（回折格子）は回折効率が他より高いので有利である。回折光学素子断面形状の作成法として、フォトリソグラフィ技術を応用する方法と、ダイヤモンドバイトなどで精密切削する方法がある。また金型に所望形状の雛形を形成しておき、射出成形またはベースとなる部材に樹脂を塗布し、これを型で押さえて紫外線を照射することにより硬化させるいわゆる２Ｐ（photo-polymer）法で透明材料から複数の回折光学素子を複製することもできる。
【００９５】
この収差補正回折光学素子１０７は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、その０次回折光を、対物レンズ１０９を介して光記録媒体（ＢＤ）１１０ａ上に、また１次回折光を対物レンズ１０９を介して光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂ上に集光するように、形成されている。なお、０次回折光、１次回折光は、それぞれ他の基板厚の光記録媒体上に合焦状態にないので、これら回折光は記録または再生にはほとんど影響しない。
【００９６】
なお、回折次数として、０次回折光をＮＡ０.８５に選択した理由は、対物レンズ１０９が、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＢＤ）に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されているためである。
【００９７】
また、図１０（ａ），（ｂ）では、簡単のため図１で記載されている収差補正回折光学素子１０７と対物レンズ１０９の間にある１／４波長板１０８を省略している。
【００９８】
次に、図１１に示す具体的な回折効率計算例として、図９のブレーズ断面形状の回折光学素子について格子溝深さｄを０μｍ〜２μｍに変化させ、基材として、例えばＨＯＹＡ社製のガラスＭＬａＣ１１０（ｎｄ＝６９.４、νｄ＝５３.２）を用いて作製した場合の、回折効率の変化を算出したものである。回折光学素子の回折効率ηｍは（数５）
【００９９】
【数５】
2006286140.tif 000007
で表される。（数５）において、ｄは格子溝深さ、ｍは回折次数、ｎは材料屈折率を示している。
【０１００】
図１１は、横軸に回折光学素子の溝深さｄ、縦軸に回折光学素子の回折効率の変化を算出した結果である。図１１中の“Ｂ０”，“Ｂ１”，“Ｂ２”，“Ｂ３”はそれぞれ０次回折光、１次回折光、２次回折光、３次回折光の回折効率を示す。
【０１０１】
この回折効率の選択としては、図１１に示すように、回折効率は回折光学素子の溝深さで調整できるため、光記録媒体（ＢＤ）、光記録媒体（ＨＤ）の照射パワー特性に応じて溝深さを選択してやればよい。一般に小径スポットほどパワーが集約される。光記録媒体上のビームスポット径は波長λに比例し、ＮＡに反比例して小さくなり、パワーとしてはスポット面積に反比例して大きくなる。すなわちＮＡ０.８５とＮＡ０.６５を比較した場合、光記録媒体上に集光されるパワーは（０.８５／０.６５）２の比率でＮＡ０.８５の方が大きくなる。よって、光記録媒体（ＢＤ）と光記録媒体（ＨＤ）が同一材料、同一の線速で使用される場合は、各媒体で必要とされる集光パワーは同等であるため、０次回折光と１次回折光の効率比が１：１.７となるようにすればよい。すなわち格子溝深さは０.３２μｍ付近を選択してやればよい。
【０１０２】
あるいは、光記録媒体（ＢＤ），光記録媒体（ＨＤ）のいずれか一方のみは再生専用の光情報処理装置であれば、再生側の効率を小さくすれば、もう一方の光記録媒体に対しては十分なパワーを照射することが可能となり高速化も容易となる。
【０１０３】
また、光記録媒体（ＢＤ）と光記録媒体（ＨＤ）では使用開口数（ＮＡ）が各々０.８５，０.６５と異なる。開口制限素子としては図１２（ａ）に示すような選択的な環状遮光フィルタとして機能する液晶素子を用いればよい。すなわち、環状のパターンを持った液晶シャッタ１０６ａからなり、対物レンズに入射する光束の外周部を透過あるいは遮光するものである。図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、電圧を印加しないとき、すなわち、液晶オフ状態のときは全面透過し、そして、電圧を印加したとき、すなわち、液晶オン状態のとき部分的に透過する素子を用いればよい。
【０１０４】
次に、図１３（ａ），（ｂ）に示す、対物レンズ１０９および収差補正回折光学素子１０７、そしてエキスパンダ光学系１０４の形状に関して、以下に具体的な数値事例を挙げて説明する。
【０１０５】
ここで、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の座標：Ｘ、光軸直交方向の座標：Ｙ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，…を用いて、周知の非球面式を（数６）
【０１０６】
【数６】
2006286140.tif 000008
で表される。
【０１０７】
また、回折光学素子の位相関数φ（ｒ）は、回折次数をｍ、波長をλ、光軸からの半径をｒ、係数Ｃ１〜Ｃ５を用いて、（数７）
【０１０８】
【数７】
2006286140.tif 000009
で表される。
【０１０９】
本実施の形態１における光学系の構成について図１３（ａ），（ｂ）、図１４を用いて説明する。ここで、対物レンズ１０９は、使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、ｆ：１.７６５ｍｍ、ｎｄ：１.６９４、νｄ：５３.２であり、図１４中の記号は、以下のとおりである。「ＯＢＪ」は物点（光源としての半導体レーザ）を意味するが、エキスパンダ光学系１０４への入射ビームは「無限系」であり、曲率半径：ＲＤＹおよび厚さ：ＴＨＩの「ＩＮＦＩＮＩＴＹ （無限大）」は光源が無限遠にあることを意味する。なお、特に断らない限り、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。「Ｓ１」〜「Ｓ４」はエキスパンダ光学系１０４の各レンズ面を表し、「Ｓ１」はエキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ａにおける光源側面、「Ｓ２」は対物レンズ１０９側面を意味する。
【０１１０】
また、「Ｓ１」の厚さ２.００ｍｍがレンズ１０４ａの肉厚を意味する。「Ｓ２」の厚さはエキスパンダ光学系１０４の各レンズ間の距離を表す。球面収差補正時はこの間隔が中立位置から変化させる。「Ｓ５」は収差補正回折光学素子１０７の光源側面、「Ｓ６」は光記録媒体側面を意味する。「Ｓ７」は光ピックアップ用の対物レンズ１０９の光源側面、「Ｓ８」は光記録媒体側面を意味する。なお、レンズ１４０ｂの「Ｓ４」はエキスパンダ光学系１０４の４つのレンズ面のうち、曲率半径が最も大きいレンズ面あるいは平面であり、光束を３ビームに分割する回折格子が形成されている。
【０１１１】
この例における対物レンズ１０９の肉厚は２.３８ｍｍであり、「Ｓ８」の欄の曲率半径の右側に記載された厚さ０.４３ｍｍは「ワーキングディスタンス：ＷＤ」を示す。「Ｓ９」は光記録媒体１１０の光照射側基板の光源側面、「Ｓ１０」は同記録面に合致した面であり、これらの面「Ｓ９」，「Ｓ１０」の間隔、すなわち、基板厚は光記録媒体（ＢＤ）１１０ａについては０.１ｍｍ、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂについては０.６ｍｍで、ｎｄ：１.５１６３１０、νｄ：６４.１である。「ＷＬ：波長」は使用波長（４０５ｎｍ）を表す。
【０１１２】
得られた対物レンズ１０９と収差補正回折光学素子１０７とエキスパンダ光学系１０４を組合せた光学系の軸上波面収差は、光記録媒体（ＢＤ）に記録再生する系（０次回折光）については０.００２７λｒｍｓ、光記録媒体（ＨＤ）に記録再生する系（１次回折光）については０.０００７λｒｍｓであり、マレシャル限界０.０７λｒｍｓ以下に抑えられている。
【０１１３】
なお、収差補正回折光学素子１０７は、対物レンズ１０９と一体化してもよい。図１５（ａ），（ｂ）に示すように非球面の対物レンズ１０９の光源側の入射面上に回折光学素子を形成し、回折光学素子および対物レンズ１０９の出射面はいずれも非球面形状とした。よって、第１面（Ｓ２）および第２面（Ｓ３）は一体集光レンズとした回折光学素子面および出射面である。自動設計して製造された各非球面レンズのデータは図１６に示すとおりである。
【０１１４】
これにより得られた対物レンズと回折光学素子を組合せた系の軸上の波面収差は光記録媒体（ＢＤ）について０.００４９λｒｍｓ、光記録媒体（ＨＤ）について０.０００５λｒｍｓであり、マレシャル限界０.０７λｒｍｓ以下に抑えられている。
【０１１５】
３ビームの位置補正を行うためのエキスパンダ光学系１０４のレンズ１０４ｂの回動としては、予めメモリされた値から微調整してもよい。例えば、メモリからの情報に基づいた調整として粗調整を行い、続いてＴＥ信号の振幅が最大、あるいは受光素子１１２で検出されるサブスポットｓ１，ｓ２のプッシュプル信号とメインスポットｍ１のプッシュプル信号の位相が１８０度ずれた回動角を求めて、その位置に微調整して固定するものであってもよい。
【０１１６】
なお、エキスパンダ光学系１０４の可動方法として、レンズ１０４ａを光軸方向に、レンズ１０４ｂを光軸直交面内の光記録媒体半径方向に移動させる場合について説明したが、レンズ１０４ａ、レンズ１０４ｂの一方のみを可動するようにしてもよい。その場合は、可動するレンズを光軸方向および光軸直交面内の光記録媒体半径方向の２軸に可動するアクチュエータに搭載すればよい。
【０１１７】
また、本実施の形態１では、エキスパンダ光学系１０４は、光源側に正の屈折力のレンズを使用し、光記録媒体側に負の屈折力のレンズを使用することで収差補正を行ったが、光学系の構成によっては、逆でもよい。具体的には光ピックアップ全体として小型化が可能な方を選べばよい。
【０１１８】
さらに、エキスパンダ光学系１０４が、球面収差の補正とコリメートレンズとしての役割とを兼ね備えてもよい。この場合には、部品点数を削減することができ、光ピックアップの製造の手間やコストを削減することができる。
【０１１９】
また、本実施の形態１では、対物レンズ１０９として、単玉レンズを使用しているが、貼り合せレンズなど用いてもよい。あるいは３群以上のレンズから構成されたものを使用してもよい。
【０１２０】
そして、本実施の形態１では、光源の波長が４０５ｎｍの光学系を例示したが、使用波長はこれに限定されるものではなく、その他の波長においてもその効果は変わらない。
【０１２１】
なお、実際の光学系では、光記録媒体の基板厚み誤差以外の製造誤差も含まれているのでＲＦ信号の振幅あるいはＴＥ信号などを監視しつつ、最適な条件となるように、収差補正光学系の最適状態を光ピックアップ組付段階に記憶しておいてもよい。
【０１２２】
次に、本発明の実施の形態２について説明する。前述した実施の形態１との違いは、エキスパンダ光学系が、２つの記録媒体互換時に発生する球面収差も合わせて補正するように構成したものである。すなわち、図１における収差補正回折光学素子１０７をなくすことが可能となる。
【０１２３】
図１７は本発明の実施の形態２における光ピックアップの概略構成を示す図である。図１７に示すように、光ピックアップの要部は、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、エキスパンダ光学系１０４’、偏向プリズム１０５、液晶開口制限素子１０６、１／４波長板１０８、対物レンズ１０９、検出レンズ１１１、受光素子１１２より構成されている。
【０１２４】
まず、図１７に示す光ピックアップにおいて、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＢＤ）を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、エキスパンダ光学系１０４’にて所定の収斂ビームに変換され、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６を不感帯透過し、１／４波長板１０８を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０９に入射し、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。光記録媒体（ＢＤ）１１０ａから反射した光束は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号，サーボ信号が検出される。
【０１２５】
次に、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体」の光記録媒体（ＨＤ）を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、エキスパンダ光学系１０４’を無限系透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６でＮＡ０.６５に制限され、対物レンズ１０９に入射し、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂから反射した光束は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号，サーボ信号が検出される。
【０１２６】
図１８は、一般的な対物レンズの基板厚みと発散度の関係を示したグラフである。横軸は基板厚み、縦軸は対物レンズに入射する光束の発散度の関数で使用状態における対物レンズの倍率である。対物レンズより基板側へ出射する光束は常に収斂光であるので、対物レンズに収斂光が入射するときの符号を「＋」，発散光が入射するときの符号は「−」とする。また、この倍率が「０」のときは、対物レンズへは平行光が入射する。図１８中の曲線は各基板厚に対し、波面収差を最小とする倍率を結んだものであり、例えば基板厚Ｘで平行光入射が最良の場合、基板厚が厚くなるほど「−」すなわち発散光、薄くなるほど「＋」すなわち収斂光を入射させてやると収差が小さくなるということが一般に知られる。
【０１２７】
本実施の形態２においては、図１９（ａ），（ｂ）に示すように光記録媒体（ＢＤ）１１０ａおよび光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂ共に収斂光入射で収差最良となる対物レンズ１０９の形状が得られる。光記録媒体（ＢＤ）１１０ａの場合は、基板厚が薄くなった分で生じるオーバーの球面収差を、収斂光によるアンダーの収差で打ち消しており、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂの場合は、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａに比べて収斂度が小さい倍率を与えている。
【０１２８】
また、エキスパンダ光学系１０４’は、実施の形態１と同様に、３ビームの回転調整と、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａの基板厚誤差に伴う球面収差、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂのチルトに伴うコマ収差を補正する手段であり、これらの補正動作は、実施の形態１と同様である。
【０１２９】
前述の実施の形態１では光記録媒体（ＢＤ）１１０ａ，光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂのいずれの場合も中立点においては、エキスパンダ光学系１０４からの光束は平行光が出射されたが、本実施の形態２ではエキスパンダ光学系１０４’からの光束は光記録媒体（ＢＤ）１１０ａ，光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂいずれも収斂系であり、光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂの場合は光記録媒体（ＢＤ）１１０ａに比べて収斂度が小さい状態となっている。
【０１３０】
すなわち、光記録媒体の判別に応じて、収斂度合いがコントロールされる構成である。光記録媒体（ＢＤ）１１０ａと判別された場合は収斂系となるようにレンズ１０４ａ’とレンズ１０４ｂ’が光軸中心に間隔が調整され、その後に基板厚誤差による球面収差補正が開始される。また光記録媒体（ＨＤ）１１０ｂと判別されれば、光記録媒体（ＢＤ）１１０ａよりは小さめの収斂度合いにセットされるようにレンズ１０４ａ’とレンズ１０４ｂ’が光軸中心との間隔を調整され、その後に光記録媒体のチルトによるコマ収差補正が開始される。
【０１３１】
また、図１９（ａ），（ｂ）に示す具体的な構成の対物レンズ１０９およびエキスパンダ光学系１０４’の数値事例を図２０に示す。
【０１３２】
図２１は本発明の実施の形態３における多層の光記録媒体の例を示す模式図であり、多層光記録媒体１１０ｅの情報記録面として、厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ−ｑ）層はトラックピッチの狭く記録密度の高い情報記録層１１で、対物レンズより遠い奥側のｑ層はトラックピッチが広く記録密度の低い情報記録層１４からなる光記録媒体であってもよい。その場合、光ピックアップとしては、情報記録密度の高い（ｐ−ｑ）層には第１のＮＡの光束を集光させ、奥側のｑ層は、第１のＮＡより小さい開口数の第２のＮＡの光束を集光させればよい。
【０１３３】
前述した実施の形態１と同様に高ＮＡの手前側（ｐ−ｑ）層に対しては球面収差を補正し、低ＮＡ、基板厚の大きい奥側のｑ層ではコマ収差を補正する必要があり、実施の形態１〜３で説明した収差補正光学系およびその制御手段を用いて、これを補正することが可能である。
【０１３４】
さらに、多層の光記録媒体としては、例えば図２２に示すように、実施の形態１の光記録媒体（ＢＤ）および光記録媒体（ＨＤ）に相当する２つのフォーマットを兼ね備えた多層光記録媒体１１０ｆであってもよい。すなわち、図２２において、情報記録層１１ａは「最適ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍ」の層であり、情報記録層１４ａは「ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍ」の層である。
【０１３５】
このような多層光記録媒体１１０ｆの場合、情報記録層１１ａ，１４ａに応じて３ビームを回転調整し、情報記録層１１ａに対してはコマ収差補正機構を中立点に保持し、球面収差補正機構を最良位置に補正し、情報記録層１４ａに対しては球面収差補正機構を中立点に保持し、コマ収差補正機構を最良位置に補正するようにすればよい。
【０１３６】
図２３は本発明の実施の形態４における光情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。前述した各実施の形態における光記録媒体に対して、情報信号の記録および／または再生を行う装置であり、前述した光ピックアップに相当する光ピックアップ５１を備えて構成されている。そして光記録媒体１１０を回転駆動するスピンドルモータ５８と、情報信号の記録，再生を行うに当たって使用する光ピックアップ５１を光記録媒体１１０の内外周に移動操作するための送りモータ５２と、所定の変調および復調処理を行う変復調回路５４と、光ピックアップ５１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路５３と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ５６とを備えている。
【０１３７】
図２３に示すスピンドルモータ５８は、サーボ制御回路５３により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録，再生の対象となる光記録媒体１１０は、スピンドルモータ５８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路５３により駆動制御される。このスピンドルモータ５８によって、光記録媒体１１０は所定の回転数で回転駆動される。
【０１３８】
光ピックアップ５１は、光記録媒体１１０に対する情報信号の記録および再生を行うとき、前述したように、回転駆動される光記録媒体１１０に対してレーザ光を照射し、その戻り光束を検出する。この光ピックアップ５１は、変復調回路５４に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路５５から入力され変復調回路５４によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ５１に供給される。光ピックアップ５１は、変復調回路５４から供給される信号に基づいて、光記録媒体１１０に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ５１は、回転駆動される光記録媒体１１０に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、この再生信号が変復調回路５４に供給される。
【０１３９】
また、この光ピックアップ５１は、サーボ制御回路５３にも接続されている。そして、情報信号の記録，再生時に、回転駆動される光記録媒体１１０によって反射されて戻ってきた戻り光束から、前述したように、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路５３に供給される。
【０１４０】
変復調回路５４は、システムコントローラ５６および外部回路５５に接続されている。この変復調回路５４は、情報信号を光記録媒体１１０に記録するときに、システムコントローラ５６による制御のもとで、光記録媒体１１０に記録する信号を外部回路５５から受け取り、この信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路５４によって変調された信号は、光ピックアップ５１に供給される。
【０１４１】
また、この変復調回路５４は、情報信号を光記録媒体１１０から再生するときに、システムコントローラ５６による制御のもとで、光記録媒体１１０から再生された再生信号を光ピックアップ５１から受け取り、この再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路５４によって復調された信号は、変復調回路５４から外部回路５５へ出力される。
【０１４２】
送りモータ５２は、情報信号の記録および再生を行うとき、光ピックアップ５１を光記録媒体１１０の径方向で所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路５３からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、この送りモータ５２は、サーボ制御回路５３に接続されており、サーボ制御回路５３により制御される。
【０１４３】
サーボ制御回路５３は、システムコントローラ５６による制御のもとで、光ピックアップ５１が光記録媒体１１０に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ５２を制御する。また、サーボ制御回路５３は、スピンドルモータ５８にも接続しており、システムコントローラ５６による制御のもとで、スピンドルモータ５８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路５３は、光記録媒体１１０に対する情報信号の記録および再生時に、この光記録媒体１１０が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ５８を制御する。
【０１４４】
さらに、サーボ制御回路５３は、光ピックアップ５１にも接続されており、情報信号の記録および再生時には、光ピックアップ５１から再生信号およびサーボ信号を受け取り、このサーボ信号に基づいて、光ピックアップ５１に搭載された２軸アクチュエータ（図示せず）によるフォーカスサーボおよびトラッキングサーボの制御を行い、さらに、エキスパンダ光学系の各１軸アクチュエータを制御して、エキスパンダ光学系の各レンズ群の間隔等を調整して収差の補正を行う。
【０１４５】
これにより、複数種類や多層の光記録媒体に対して、１つの光ピックアップにより情報の記録、再生あるいは消去できる小型化した光情報処理を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明に係る光ピックアップおよび光情報処理装置は、光記録媒体トラックピッチの違いに伴うトラックエラー検出用のサブスポット位置の最適化、光記録媒体の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、チルトによって発生するコマ収差のそれぞれを１つのエキスパンダ光学系により補正でき、複数種類または多層の光記録媒体に対して、情報の記録、再生または消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップおよび光情報処理装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す図
【図２】本実施の形態１における光ピックアップのエキスパンダ光学系の制御部分を示す図
【図３】本実施の形態１におけるエキスパンダ光学系の調整処理を示すフローチャート
【図４】本実施の形態１における３ビームの（ａ）は光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は光記録媒体（ＨＤ）のオントラックしたスポット位置を示す図
【図５】本実施の形態１におけるエキスパンダ光学系のレンズを回動する回動部を示す斜視図
【図６】本実施の形態１における基板厚誤差に伴い発生する球面収差の補正処理を示すフローチャート
【図７】本実施の形態１における光記録媒体（ＢＤ）の（ａ）はエキスパンダ光学系あり、（ｂ）はエキスパンダ光学系なしの基板厚誤差特性を示す図
【図８】本実施の形態１における光記録媒体（ＨＤ）の（ａ）はエキスパンダ光学系あり、（ｂ）はエキスパンダ光学系なしのチルト特性を示す図
【図９】本実施の形態１における（ａ）は収差補正回折光学素子の正面図、（ｂ）は鋸歯形状の輪帯断面図、（ｃ）は階段形状の輪帯断面図
【図１０】本実施の形態１における収差補正回折光学素子と対物レンズの（ａ）は０次回折光、（ｂ）は１次回折光の集光状態を示す図
【図１１】本実施の形態１における具体的な回折効率計算例を示す図
【図１２】本実施の形態１における（ａ）は液晶開口制限素子の正面図、（ｂ）は液晶オフ状態の断面図、（ｃ）は液晶オン状態の断面図
【図１３】本実施の形態１における対物レンズ、収差補正回折光学素子、エキスパンダ光学系の（ａ）は光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は光記録媒体（ＨＤ）の集光状態を示す図
【図１４】本実施の形態１における対物レンズ、収差補正回折光学素子、エキスパンダ光学系の具体的な数値事例を示す図
【図１５】本実施の形態１における対物レンズの光源入射面に回折光学素子を形成した（ａ）は光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は光記録媒体（ＨＤ）の集光状態を示す図
【図１６】本実施の形態１における対物レンズのレンズデータを示す図
【図１７】本発明の実施の形態２における光ピックアップの概略構成を示す図
【図１８】本実施の形態２における対物レンズの基板厚みと発散度の関係を示す図
【図１９】本実施の形態２における対物レンズ、エキスパンダ光学系の（ａ）は光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は光記録媒体（ＨＤ）の集光状態を示す図
【図２０】本実施の形態２における対物レンズ、エキスパンダ光学系の具体的な数値事例を示す図
【図２１】本発明の実施の形態３における多層の光記録媒体の例を示す模式図
【図２２】本実施の形態３における多層の光記録媒体の別の例を示す模式図
【図２３】本発明の実施の形態４における光情報処理装置の概略構成を示すブロック図
【図２４】従来のＤＰＰ法を説明する図
【図２５】従来の（ａ）は光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は光記録媒体（ＨＤ）のエキスパンダ光学系なしの基板厚誤差特性を示す図
【図２６】従来の（ａ）は光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は光記録媒体（ＨＤ）のエキスパンダ光学系なしのチルト特性を示す図
【符号の説明】
【０１４８】
１１，１１ａ，１２，１３，１４，１４ａ  情報記録層
２１ａ，２１ｂ  ピエゾ素子
２２ａ，２２ｂ  ロッド
２３  ＰＳＤ
２４  ＬＥＤ
２５  固定枠
２６  玉枠
３１  ＳＡ補正ドライバ
３２  チルト補正ドライバ
３３  ３ビーム補正ドライバ
３４  ＣＰＵ
３５  ＲＦ信号生成部
３６  ＴＥ信号生成部
３７  ピークホールド回路
５１  光ピックアップ
５２  送りモータ
５３  サーボ制御回路
５４  変復調回路
５５  外部回路
５６  システムコントローラ
５８  スピンドルモータ
１０１  半導体レーザ
１０２  コリメートレンズ
１０３  偏光ビームスプリッタ
１０４，１０４’  エキスパンダ光学系
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ａ’，１０４ｂ’  レンズ
１０５  偏向プリズム
１０６  液晶開口制限素子
１０６ａ  液晶シャッタ
１０７  収差補正回折光学素子
１０８  １／４波長板
１０９  対物レンズ
１１０  光記録媒体
１１０ａ  光記録媒体（ＢＤ）
１１０ｂ  光記録媒体（ＨＤ）
１１０ｅ，１１０ｆ  多層光記録媒体
１１１  検出レンズ
１１２  受光素子
１１４，１１４ａ，１１４ｂ  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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